顶管施工坚硬岩层非爆破破岩掘进技术应用

针对复杂地质条件下,顶管施工在遇到岩石、硬土等坚固物块时采用何种方式破岩掘进这一问题,为合理选择破岩方式,根据滇池外海北部水体置换通道改造工程的实际施工情况,分析非爆破掘进技术在小断面水文与工程地质特殊以及周边环境复杂、施工减振(噪)要求高等条件下的适用性。经过对比,最终确定了在无水施工段和有水工作段分别采用静态破碎法、劈裂法作为顶管施工坚硬岩层的非爆破破岩方法。无水段采用采用静态破碎法破岩施工时,根据断面情况提出水平布孔和环形布孔两种方式,相邻孔距为40 cm,排(环)距为50 cm,孔径42 mm;含水段采用劈裂法施工时,全断面采用同静态破碎法工艺相同的环形布孔方式,若断面为复合断面,则应在断面正底部150°范围内钻孔取临空面后,沿临空面向上逐排布孔,孔径100 mm。工程实践表明:静态破碎法在无水工作面岩石掘进效果较好,掘进速率为8.5 m/d;在有水工作面因破碎剂失效,应采用劈裂法破岩,劈裂法破岩速率为10.5 m/d;静态破碎法有利于掘进断面控制,而与静态破碎法相比,劈裂法具有适应性强、掘进速度快等优点。该工程的顺利实施为今后类似条件下小断面顶管硬岩非爆破破岩掘进施工提供了有益的借鉴。     

我国西部地区孔隙型含水基岩段立井单层井壁外荷载研究

针对我国西部地区白垩–侏罗纪含水基岩段立井井筒设计外荷载取值问题,基于广义有效应力原理与渗流理论,构建围岩与井壁共同作用下的井壁外荷载分析模型,得出井壁外荷载解析解,提出贴壁式和离壁式井壁受力条件,探讨井壁外荷载形成机制。最后,结合西部深埋含水煤系地层特性,讨论井壁外荷载、水压折减系数等取值区间。研究结果表明:(1)井壁外侧水压折减系数β和围岩与井壁渗透率比值/r cK K密切相关,且成正比关系,多数情况下β为0.5～0.9;(2)贴壁状态下,井壁外荷载折减系数ω的变化范围为0.496～0.963;离壁状态下,ω的取值范围为0.5～1.0;(3)单层井壁仅适用于弱富水性白垩—侏罗纪深埋煤系地层,对于富水性较好的地层,宜采用双层钢筋混凝土井壁结构。     

克泥效抑制沉降在盾构下穿高铁路基中的应用

盾构下穿铁路路基时,必须采取一定的应对措施控制地表沉降。以淮安东站地铁隧道下穿连镇铁路路基为例,通过对地表沉降进行理论分析,运用克泥效工法原理,采用克泥效同步注浆措施,及时有效地填充盾体与土体之间的空隙,把地表沉降值控制在2 mm范围内,顺利穿越高铁路基。     

厚表土薄基岩特殊工程条件下的钻井井壁受拉破断机理

为揭示厚表土薄基岩特殊工程条件下的钻井井壁受拉破断机理,以安徽淮南矿区某在建煤矿副井为背景,分析厚表土薄基岩钻井井筒受拉破断过程与特征,建立马头门上覆岩层弯曲变形竖向剪切拉应力力学模型,给出井筒围岩分层竖向位移函数,采用最小势能原理及弹性力学理论推导出井筒竖向拉应力解析解。分析表明,井筒马头门上覆岩层受施工多次扰动影响发生弯曲变形是产生作用于井筒之上的竖向剪切拉应力的致因;该剪切拉应力产生的作用于井筒之上的拉力由下而上积累到某一阈值,该阈值与井筒自重应力的合力超过钻井井筒极限抗拉强度时,在钻井井筒接头处发生第1次拉断破坏,其后,随着岩层弯曲变形发展,拉断处以上井筒继续受竖向剪切拉应力作用而发生第2次拉断破坏,并导致底部含水层水砂溃入井筒发生淹井事故。马头门围岩的稳定性对改变上部钻井井筒受力状态有重要影响,其上覆基岩越薄影响越大,越易发生钻井井壁拉断破坏,基岩与风化基岩弹性模量比和风化基岩与底含弹性模量比对井筒发生拉断破坏时的位置,以及对应马头门顶部最大竖向位移影响均较小。通过采用钻井井筒竖向受拉等强设计、钻井井筒底部设置壁座、马头门至钻井井筒底部基岩段设置1~2道水平隔离缝、地面L型注浆加固马头门软弱围岩等技术途径,完善现行相关设计规范,确保钻井井筒运行安全。     

合肥地铁深基坑开挖对邻近高速公路沉降的影响

针对合肥地铁深基坑开挖对邻近高速公路沉降的影响,采用MidasGTS有限元数值计算软件进行分析,建立了考虑高速公路及基坑施工过程的三维有限元模型,研究了邻近高速公路在不同开挖阶段的最大沉降变化以及不同开挖阶段高速公路的路面沉降分布规律,研究表明:路面最大沉降位置始终在离基坑最近的一侧路面,最终沉降量为7.77mm,对路面安全没有造成影响;随着开挖的进行,沉降量和沉降影响范围不断增加,但增加速率越来越缓慢;研究所得到结论可用来指导未来的相似工程。     

合肥地铁潜山路站基坑开挖对地表沉降影响的探讨

鉴于城市施工的基坑周围分布众多的构筑物,必须严格控制因开挖引起的地表沉降。本文通过对合肥地铁二号线潜山路站一期基坑地表沉降监测数据进行分析,并结合数值模拟,探讨了基坑开挖过程中地表沉降的相关规律,为后续的施工提供指导和建议。     

宁夏红四矿人工冻土力学特性试验研究

为了研究西部冻结岩土的物理力学性质以指导矿井建设,对宁夏红四矿副井井筒检查孔所取土样进行了人工冻结的单轴抗压强度和蠕变试验,得到了其应力——应变和蠕变规律,为西部类似矿井建设,提供了设计基础.     

色连二矿地面交通运输对主斜井支护结构影响的数值分析

淮南矿业集团色连二矿主斜井在竖直方向与矿区内两条运输公路相交,公路上行驶的大型车辆等交通运输工具对主斜井结构产生一定的影响.本文中采用了FLAC数值模拟软件进行建模,通过计算分析得出特殊记录点的位移云图和应力云图等,并对这些结果进行分析,从而对主斜井支护结构设计提供一些参考,确保了主斜井的稳定性.     

冻土毛细-薄膜水迁移统一模型及其试验验证

针对毛细水迁移机制难以解释冻结缘及不连续分凝冰的形成,薄膜水迁移机制难以解释孔、裂隙间水迁移造成的不均匀冻胀,在毛细理论和冻结缘理论的基础上,通过对冻结缘区增加一组不同孔径的毛细管,对所有毛细管壁增加一层未冻水膜,构建出冻土的毛细-薄膜水分迁移统一模型。该模型从液压驱动角度分析了冻结大孔和未冻小孔中的液压、冰压以及驱动力分布,统一了冰透镜体暖端的液压驱动力与表面吸附力,并结合分凝冰形成机制,推导出分凝-冻结温度的控制方程。再根据表面吸附力、冻结缘渗透系数随分凝 冻结温度的变化律,在达西定律的基础上,给出了水分迁移速度的显式方程。最后,将Konrad冻胀试验中的主要参数代入该显式方程,发现理论计算值与试验值高度一致,验证了该模型的正确性。